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PCB加工工藝基準 PCB技術中的PCB基礎概念

發(fā)布時間：2025-06-06 16:37:30
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PCB技術的基礎概念是理解工藝基準的核心前提，以下從結構、材料、電氣特性三個維度系統(tǒng)解析關鍵概念及其與工藝的關聯：

一、PCB基礎結構解剖

1. 層壓結構（以6層板為例）

markdown

復制

下載

| 層級 | 材質                | 厚度(μm) | 功能                |
|------|---------------------|----------|-------------------|
| L1   | 銅箔+阻焊           | 35+20    | 頂層信號/元件安裝  |
| PP   | 1080玻纖布+半固化片 | 80       | 介質隔離          |
| L2   | 銅箔               | 35       | 接地層(GND)       |
| Core | FR-4芯板            | 400      | 核心支撐層        |
| L3   | 銅箔               | 35       | 電源層(PWR)       |
| PP   | 2116玻纖布          | 120      | 高厚度介質        |
| L4   | 銅箔               | 35       | 內層信號          |
| ...  | ...                 | ...      | ...               |

工藝關聯：層間厚度偏差需≤±10%，否則導致阻抗失控

二、核心材料特性基準

1. 基材關鍵參數

參數	定義	工藝影響	典型值
Tg	玻璃化轉變溫度	決定層壓溫度上限	FR-4:135℃, 高頻板:180℃+
CTE	熱膨脹系數	Z軸CTE>50ppm/℃時孔銅易斷裂	X/Y:12-16ppm, Z:50-70ppm
Dk	介電常數	影響信號傳播速度與阻抗	FR-4:4.5@1GHz, 羅杰斯4350B:3.66
Df	損耗因子	決定高頻信號衰減程度	FR-4:0.02, 高速材:0.002

2. 銅箔類型選擇

圖表

代碼

下載

粗糙度Ra≥3μm

Ra≤0.5μm

超低輪廓

電解銅箔

普通信號板

壓延銅箔

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反轉銅箔

毫米波電路

三、電氣特性基礎概念

1. 傳輸線模型

微帶線(Microstrip)
https://via.placeholder.com/150x60?text=Signal+%257C+Dielectric+%257C+GND
阻抗公式：

text

復制

下載
```
Z0 ≈ 87/√(εr+1.41) × ln(5.98H/(0.8W+T))
(W:線寬, H:介質厚, T:銅厚)
```
帶狀線(Stripline)
https://via.placeholder.com/150x80?text=GND%257CDielectric%257CSignal%257CDielectric%257CGND
阻抗公式：

text

復制

下載
```
Z0 ≈ 60/√εr × ln(4H/(0.67πW(0.8+T/W)))
```

2. 損耗機制

損耗類型	產生原因	改善工藝
導體損耗	趨膚效應+表面粗糙度	使用超平滑銅箔(Ra<0.3μm)
介質損耗	分子極化弛豫	選用低Df板材(Df<0.005)
反射損耗	阻抗突變	嚴格控±7%阻抗公差

四、孔結構術語解析

1. 孔類型對比

類型	結構示意圖	工藝要求
通孔(PTH)	https://via.placeholder.com/30x50?text=Through	深徑比≤8:1
盲孔(Blind)	https://via.placeholder.com/30x30?text=Blind	激光孔徑≥0.1mm
埋孔(Buried)	https://via.placeholder.com/30x20?text=Buried	層間介質≥100μm
微孔(Microvia)	https://placeholder.com/20x15?text=%CE%BCVia	直徑:50-150μm

2. 孔銅可靠性基準

最小孔銅厚度：
- IPC Class 2：20μm
- Class 3（軍用）：25μm
背光測試標準：
https://via.placeholder.com/100x30?text=9%E7%BA%A7+%E8%BE%BE%E6%A0%87%E5%9B%BE
≥9級（孔壁無透光點）

五、表面處理技術矩陣

工藝	原理	適用場景	工藝窗口
HASL	熱風焊料整平	消費電子	錫厚20-40μm
ENIG	化學鎳金	BGA/金手指	Ni3-6μm, Au0.05-0.15μm
OSP	有機保焊膜	低成本板	膜厚0.2-0.5μm
Imm-Ag	化學沉銀	高速信號	0.1-0.3μm
ENEPIG	化學鎳鈀金	高可靠性封裝	Ni3-6μm, Pd0.05μm, Au0.03μm

六、設計約束與工藝極限

1. 可制造性邊界

圖表

代碼

下載

是

否

線寬<2mil

孔徑比>10：1

設計需求

是否超出工藝能力

設計變更

執(zhí)行加工

協商方案

采用mSAP工藝

改用填孔電鍍

2. 工藝能力對照表

技術指標	常規(guī)工藝	先進工藝(HDI)	極限工藝
最小線寬/間距	4/4mil	2/2mil	1/1mil
最小激光孔直徑	100μm	75μm	50μm
層間對準精度	±50μm	±25μm	±15μm
阻抗控制公差	±10%	±7%	±5%

七、基礎概念與工藝的映射關系

物理概念	工藝實現方式	失效風險
信號完整性	阻抗控制+低損耗材料	反射/衰減導致誤碼
熱管理	厚銅箔(≥2oz)+導熱孔	局部過熱燒毀器件
機械可靠性	CTE匹配+高Tg材料	溫度循環(huán)后孔銅斷裂
高頻性能	超光滑銅箔+低Df介質	信號損耗過大